資源簡介

(共50張PPT)
第六章 模型或原型的制作
知識回顧——設計的一般過程
發現與明確問題
制訂設計方案
制作模型或原型
優化設計方案
編寫說明書
1、收集信息
2、設計分析
3、方案構思
4、方案呈現
5、方案篩選
6、繪制圖樣
對收集的信息進行分析
產品的構想
01
模型或原型的特性與作用
02
材料的性能與規劃
CONTENTS
目錄
01
模型或原型的特性與作用
生活生產中的模型或原型
模型在不同階段的作用
01
模型及其功能
模型（model）：根據實物、設計圖樣或構思，按比例、生態或其他特征制成的與實物相似的一種物體。
模型及其功能
軍事模型
模型及其功能
建筑模型
模型及其功能
生物模型
結構模型
模型及其功能
1.使設計對象具體化。—— 可視、可觸、可控制
模型及其功能
2.幫助分析設計的可能性。—— 降低風險，減少損失
P134 “神舟三號”的模擬人
02
不同設計階段模型的作用
模型及其功能
幫助分析設計的可能性
使設計對象具體化
功能
身份
原型的替代品
實體技術語言
用途
設計交流
技術試驗
模型在不同階段的作用
模型在不同階段的作用
草模用于產品造型設計的初期階段，它可以采用立體模型將設計構思簡單地表示出來，供設計人員深入探討時使用。
橋梁的草模
榨汁機的草模
模型在不同階段的作用
概念模型用于設計構思初步完成之后，在草模的基礎上，用概括的手法表示產品的造型風格、布局安排，以及產品與人、與環境的關系，從整體上表現產品造型的整體概念。
橋梁的概念模型
榨汁機的概念模型
模型在不同階段的作用
結構模型用于研究產品的風格性能以及人機關系，清晰地表達產品的結構尺寸和連接方式并用于進行結構強度實驗。
橋梁的概念模型
榨汁機的概念模型
模型在不同階段的作用
功能模型主要用于研究產品的各種性能以及人機關系，同時也用于分析，檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關系，并在一定條件下用于試驗。
橋梁的概念模型
榨汁機的概念模型
模型在不同階段的作用
展示模型采用真實材料按照準確尺寸做成與產品幾乎一致的模型，為審核方案提供實物數據。
橋梁的概念模型
榨汁機的概念模型
小結
一、模型及其功能
1.模型：根據實物、設計圖樣或構思，按比例、生態或其他特征制成的與實物相似的一種物體。
2.模型的功能
（1）使設計對象具體化
（2）幫助分析設計的可能性
二、模型在不同階段的作用
草模 概念模型 結構模型 功能模型 展示模型
材料的性能與規劃
材料的性能與應用
選擇和規劃材料
02
走進情境
孫宇想起自己在不同地區看到的臺燈，南方氣候潮濕，木質產品容易變形、霉變，有些金屬制品容易生銹腐蝕；北方氣候干燥，木質產品容易開裂，而塑料使用時間越長越明顯。可見，臺燈所用材料的選擇對臺燈使用壽命也非常重要。
生活中常見材質的臺燈
玻璃材質的臺燈
木質的臺燈
生活中常見材質的臺燈
金屬材質的臺燈
塑料材質的臺燈
生活中常見材質的臺燈
亞克力材質的臺燈
陶瓷材質的臺燈
生活中常見材質的臺燈
水晶材質的臺燈
紙質臺燈
布藝臺燈
樹脂臺燈
任務一 探究材料的性能與應用
材料是人類用以制成生產和生活中的物品、器件、構件、機器和其他產品的物質，它是人類生存和發展的物質條件，是產品設計的基礎和前提。
案例分析：炊具的發展歷史
1.木材
木材是一種優良的造型材料，是最廣泛、最常用的傳統材料，被認為是最富于人性特征的材料。
木材質輕，有天然的色澤和美麗的花紋，具有易于加工、隔熱與絕緣的特點。
木材能夠廣泛應用的原因之一，是其具有較好的強度性能及優良的加工性能。
材料的強度是指材料抵抗變形和斷裂的能力。
強度是評定材料質量的重要力學性能指標，是設計中選用材料的主要依據之一。根據受力種類的不同，分為抗壓、抗拉、抗彎、抗剪等。
木材可分為實木板材和人造板材。
實木板材指采用完整的木材（原木）制成的木板材。具有各項異性（亦稱“非均勻性”，是指物體的全部或部分性能隨方向的不同而各自表現出一定的差異的特性，即在不同方向所測的性能數值不同）的特點，在自然條件下具有吸濕而膨脹，解吸而收縮的特性。
木材暴露在空氣中，容易受濕度和溫度的影響，發生尺寸、形狀和強度的變化，導致變形、開裂、扭曲和翹曲等現象。
人造板材有密度板、刨花板、膠合板、細木工板、三聚氰胺板等，人造板材在幅面方向上的尺寸穩定性好，較實木而言適用范圍更廣。
2.金屬材料
金屬材料是指由純金屬或合金構成的材料，具有金屬光澤，有良好的導熱和導電性能，以及優良的力學性能和可加工性能。在現代工業社會，金屬材料已成為現代產品設計中的一大主流材料。
銅材
鋁型材
鋼材
金屬材料的力學性能主要包括強度、剛度、硬度等，一般以抗拉強度作為判別金屬強度的指標。
硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種性能指標，它直接影響材料的耐磨性和切削加工性。一般材料硬度越高，耐磨性越好。車床、銑床用于金屬加工的刀具，其材料必須要有很高的強度和硬度。
3.塑料
塑料是一種具有多種特性的材料。它原料來源廣，性能優良（質輕、具有絕緣性、耐腐蝕性等），加工成型方便，具有裝飾性，價格比較低廉，廣泛應用于儀器、儀表、家用電器、包裝以及日常生活用品等各領域。
塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料。
熱塑性塑料是指在一定溫度內，能反復加熱軟化至熔融流動，冷卻后能硬化成一定形狀的塑料。熱塑性塑料受熱后可多次成型，包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。
熱固性塑料是指在初次形成后形狀固化下來，不能再次熱熔或軟化的塑料。常在隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等惡劣環境中使用。常見的熱固性塑料有酚醛塑料、環氧塑料、氨基塑料、不飽和聚酯、醇酸塑料等。
4.新材料
新材料是指新出現的具有優異性能或特殊功能的材料，或是傳統材料改進后性能明顯提高或產生新功能的材料，如超導材料、碳纖維、石墨烯、柔性玻璃、形狀記憶合金等。
泡沫金屬
柔性玻璃
碳纖維比鋁還要輕，比鋼還要硬，比重是鐵的1/4，強度是鐵的10倍。
碳纖維應用在導彈、空間平臺和運載火箭，航空器，先進艦船，軌道交通車輛，電動汽車，卡車，風電葉片，燃料電池，電力電纜，壓力容器，鈾濃縮超高速離心機，特種管筒，公共基礎設施，醫療和工業設備，體育休閑產品，以及時尚生活用具等十六個領域，
任務二 選擇和規劃材料
材料選用適當與否，直接影響著產品的內在功能和外觀質量。任何一個產品設計，只有選用材料的性能特點與其加工工藝性能相一致，才能實現設計的目的和要求。
選擇材料時，要綜合考慮材料的性能、材料的工藝性以及材料的成本等因素。
材料的性能
在產品設計選擇材料時，首先應該考慮材料的性能是否能滿足產品的使用功能。使用環境、結構要求等。
例如：設計微波餐具，就要選擇耐高溫的材料，如塑料；設計空調支架，就要選擇抗壓材料，如金屬材料；設計交通工具，就要選擇強度性能高的材料，如工程塑料或金屬材料等。
泰坦尼克號沉沒與其鋼材的選用
1912年4月4日，英國豪華郵輪泰坦尼克號撞上冰山，隨后，船裂成兩半沉入大海，船上1500多人喪身，被認為是和平時期死傷人數最慘重的海難之一。
當時，泰坦尼克號被認為是“永不沉沒”的巨輪，但在首航中便撞上了冰山沉入大西洋，巨大的反差令人百思不得其解。經過數十年的探索發現，泰坦尼克號在水線下的船體由高含硫量鋼板焊接而成。含硫量高的鋼板韌性很差，特別是在低溫時呈現脆性。當時泰坦尼克號航行海域的水溫很低，鋼材的力學性能由韌性變為脆性，撞擊
冰山后，導致災難性的脆性斷裂，船體
產生很長的裂紋，海水大量涌入使船沉
沒。
選擇材料時，還需要考慮材料應具有良好的加工性能，符合造型實際中成型工藝、加工工藝和表面處理的要求，優先選擇技術難度小、工藝簡單、材料利用率高，并與加工設備及生產技術相適應的材料。
材料的成本
材料的價格和加工成本直接影響著產品的性價比。應在滿足設計要求的基礎上，結合材料的成本，優先選用資源豐富、價格低廉、質量上號的材料。
選擇材料時，安全是最基本的因素，材料的選擇應充分考慮可能遇到的各種危險。
材料的規劃
為了提高材料的利用率和勞動效果，保證產品的質量和正品率，應對材料進行合理的規劃。
一要做到料盡其用，優材不劣用，大材不小用，長材不短用；
二要充分考慮材料的顏色花紋和光澤，外用料要選擇材質好、紋理美觀、涂飾性能好的材料。
三要考慮材料的加工余量和損耗，保證各部件的順利裝配和作品的尺寸精度。
材料的規劃
為了提高材料的利用率和勞動效果，保證產品的質量和正品率，應對材料進行合理的規劃。
一要做到料盡其用，優材不劣用，大材不小用，長材不短用；
二要充分考慮材料的顏色花紋和光澤，外用料要選擇材質好、紋理美觀、涂飾性能好的材料。
三要考慮材料的加工余量和損耗，保證各部件的順利裝配和作品的尺寸精度。
隨堂練習
1、周末放假期間，小明和父母一起去了自然博物館，里面有許多動物和植物。小明發現博物館里基本有兩種類型的展品，一種是動物或植物尸體加上制作后，放置在玻璃窗內的；一種是1 ：1還原動物或植物放置在大廳里的。小明在博物館看到的展品中不屬于模型的有( )A.浣熊標本B.“搖頭晃腦”的恐龍C.史前地形的三維模型D.塑料制作的史前植物
A
隨堂練習
2. 小明家里有很多CD，但是現在市面上的CD架都是不可伸縮的，所以他自己設計了一個可收縮CD架，現想進一步析產品結構和連接方式，他應該制作（ ）A.概念模型 B.草模C.功能模型 D.結構模型
3.很多城市都用上了天然氣，但是目前很多城市天然氣表都安裝在廚房內部，所以導致在設計制作櫥柜時很尷尬；但安裝后再設計施工又會帶來不小的安全隱患。為了解決這一問題，燃氣公司提供了安裝模擬燃氣表服務，以解決以上提及的問題。這體現了模型功能中的
A．使設計對象具體化 B．制作更加安全C．幫助分析設計的可能性 D．安裝模型更加更加經濟
D
C
隨堂練習
4.下列哪種模型可以作為產品的樣品( )A.草模B.功能模型C.展示模型D.概念模型
5.我們身邊有非常多用金屬制作的產品，下列說法錯誤的是( )A.電線、電纜采用金屬制作，是利用了金屬的導電性B.大橋的拉索是不銹鋼材料，是因為不銹鋼有很好的抗拉強度C.炒菜用鐵鍋，是因為鐵鍋有良好的導熱性D.不銹鋼保溫杯能夠保溫，是因為不銹鋼導熱性差
C
D
隨堂練習
6.自古以來，木材一直是最廣泛最常用的傳統材料。下列關于木材的論述錯誤的是( )A.木材以其自然、樸素的特性令人產生親切感，被認為是最富于人性特征的材料B.實木的性能要比人造板材好，但因為成本過高，所以人造板材適用范圍更廣C.木材暴露在空氣中時，容易受溫度和濕度的影響，發生尺寸、形狀和強度的變化，導致變形、開裂、扭曲和翹曲D.實木材料具有各向異性的特點，在自然條件下具有吸濕而膨脹、解吸而收縮的特性
B
隨堂練習
《考工記》記載:“天有時，地有氣，材有美，工有巧，合此四者然后可以為良。”高中生小明在接觸通用技術課后，對工藝產生了興趣，他打算自己做一個簡易的手電筒。在制作之前他翻閱了大量資料并且自己畫了手電筒的簡易圖紙(如圖所示)。請回答第7一8題。7.根據《考工記》的這段話，小明在制作簡易手電筒時應該注意（ ）A.制作手電筒時的天氣B.制作手電筒時所在的地理位置C.制作手電筒的材料D.制作手電筒時不要弄傷自己
8.小明首先制作的是手電筒的圓筒形絕緣外殼，考慮到加工上的工藝難度和材料的環保性，小明可以選擇( )A.塑料 B.金屬C.厚紙筒 D.實木板
C
C
Thank you

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